Массовое таяние ледников, возможно, привело к коллапсу этой важной системы океанических течений в конце последнего ледникового периода. Два исследования с использованием моделей изучают, как такой коллапс может повлиять на растворённый неорганический углерод и изотопы углерода в океанах Земли.

Атлантическая меридиональная термохалинная циркуляция (АМТЦ) — это система течений, ответственная за перемещение тёплой воды на север и более холодной, плотной воды на юг. Этот «конвейерный» процесс способствует перераспределению тепла, питательных веществ и углерода по всей планете.

Во время последнего ледникового периода, примерно от 120 000 до 11 500 лет назад, тысячелетние нарушения АМТЦ коррелировали со сдвигами температуры, атмосферного углекислого газа (CO₂) и круговорота углерода в океане, а также с изменениями изотопного состава углерода как в атмосфере, так и в океане. В конце последнего ледникового периода массовое таяние ледников вызвало приток холодной талой воды в северную часть Атлантического океана, что, возможно, привело к ослаблению или полному коллапсу АМТЦ.

Сегодня, по мере потепления климата, АМТЦ может снова ослабевать. Однако взаимосвязь между АМТЦ, уровнями углерода и изотопными вариациями до сих пор недостаточно изучена. В двух исследованиях Шмитнера и Болинга (Schmittner; Schmittner and Boling) были предприняты новые попытки моделирования, имитирующие коллапс АМТЦ, чтобы понять, как могут измениться запасы углерода в океане, изотопные характеристики и круговорот углерода в ходе этого процесса.

В обоих исследованиях использовалась версия климатической модели Университета Виктории штата Орегон (OSU-UVic) для воспроизведения источников и преобразований углерода в океане и атмосфере в ледниковые и доиндустриальные периоды. Затем исследователи применили к моделированию новый метод, позволяющий более точно анализировать результаты. Он разделяет растворённые неорганические изотопы углерода на предварительно сформированные и регенерированные компоненты. Кроме того, он различает изотопные изменения, происходящие из физических источников, таких как циркуляция океана и температура, от изменений, происходящих из биологических источников, таких как фотосинтез планктона.

Результаты обоих модельных расчётов показывают, что коллапс АМТЦ приведёт к перераспределению углерода по океанам, а также в атмосфере и на суше.

В первом исследовании в течение первых нескольких сотен модельных лет наблюдалось увеличение концентрации изотопов углерода в атмосфере. Примерно к 500 году она резко снизилась, при этом первоначальный рост был обусловлен океаническими процессами, а снижение – углеродом суши. Снижение особенно заметно в Северной Атлантике как в ледниковом, так и в доиндустриальном сценариях и обусловлено реминерализованным органическим веществом и предварительно образованными изотопами углерода. В Тихом, Индийском и Южном океанах наблюдалось небольшое увеличение концентрации изотопов углерода.

Во втором исследовании результаты моделирования показали, что концентрация растворённого неорганического углерода сначала увеличивалась, а затем уменьшалась, вызывая обратные изменения концентрации CO₂ в атмосфере. В течение первой тысячи модельных лет это увеличение концентрации растворённого неорганического углерода частично объясняется накоплением углерода, выделяемого в результате дыхания в Атлантике. Последующее снижение до 4000 года в основном обусловлено уменьшением количества предварительно образованного углерода в других океанических бассейнах.
(Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2025GB008527 и https://doi.org/10.1029/2025GB008526, 2025).

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/what-could-happen-to-the-oceans-carbon-if-amoc-collapses

Лесные пожары влияют на поверхность земли и геоморфологическую активность после пожаров во всём мире, увеличивая поверхностный сток и эрозию почвы. Однако глобальная количественная оценка, учитывающая кумулятивный эффект нескольких лесных пожаров, до сих пор отсутствует. В данной работе представлена глобальная оценка эрозии почвы после пожаров с учётом кумулятивных вызванных лесными пожарами геоморфологических изменений за последние два десятилетия. Авторы оценивают глобальные тенденции эрозии почвы после пожаров, используя глобальную базу данных о возникновении и интенсивности лесных пожаров, а также модель на основе пересмотренного универсального уравнения потерь почвы (Revised Universal Soil Loss Equation) и данные дистанционного зондирования о восстановлении выгоревших ландшафтов. Полученные результаты показывают, что при рассмотрении множественных лесных пожаров глобальная эрозия почвы после пожаров достигает 8,1 ± 0,72 Пг в год, что составляет 19% от глобального бюджета эрозии почвы и дополнительно 5,1 ± 0,56 Пг эрозии почвы в год по сравнению с условиями до пожара. Более того, эрозия почвы, относящаяся к первому году после пожара, составляет 31% от общей эрозии почвы, тогда как оставшаяся доля может быть связана с предыдущими лесными пожарами. В глобальном масштабе Африка является континентом, наиболее пострадавшим от эрозии почвы после пожаров, учитывая её значительно большую площадь, охваченную огнём. Эти результаты иллюстрируют масштабы эрозии почвы после пожаров в глобальном масштабе и, следовательно, поддерживают меры по управлению последствиями пожаров, направленные на смягчение последствий и восстановление пострадавших территорий, а также политику, нацеленную на нейтрализацию деградации земель.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-025-01876-0

Изменение климата оказывает влияние на Северный Ледовитый океан, приводя к потере морского льда и потенциально к резким каскадным изменениям экосистем. Одним из недавних процессов является атлантификация — растущее влияние тёплых и солёных вод Атлантики на Арктику, при этом ключевую роль играет увеличение объёмного переноса воды из Северных морей в Баренцево море. Несмотря на свою важность и множество проверенных гипотез, эта тенденция остаётся в основном необъяснённой. Здесь авторы исследуют нелинейные эффекты и успешно связывают тенденцию течения через Баренцево море со сдвигом частоты атмосферной синоптики. Было показано, что часть течения через Баренцево море обусловлена ​​топографическими волнами Россби и что они очень чувствительно реагируют на частоту атмосферных колебаний над Северными морями. Эти результаты подчёркивают, как антропогенные изменения в атмосфере изменяют океанические процессы, что имеет последствия для площади морского льда и экосистем в Арктике.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-025-02535-3

Арктика быстро нагревается, при этом атмосферные реки (АР) усиливают таяние льдов, экстремальные осадки и резкие изменения температуры. Обнаружение АР в Арктике остаётся сложной задачей, поскольку алгоритмы их обнаружения, разработанные для средних широт, плохо работают в полярных регионах. В этом исследовании представлена ​​региональная модель сегментации изображений на основе глубокого обучения для обнаружения АР в Арктике, использующая климатические модели с большим ансамблем. Авторы анализируют исторические модели из проекта «Изменение климата в Арктике и Северной Атлантике и его воздействие на Великобританию» (Climate Change in the Arctic and North Atlantic Region and Impacts on the UK, CANARI), который предоставляет большую, внутренне согласованную выборку событий АР с 6-часовым разрешением и позволяет проводить тщательное сравнение климатологии АР в модельных и реанализных данных. Был адаптирован полярный алгоритм обнаружения АР на основе правил для их маркировки в моделируемых данных с использованием нескольких пороговых значений, что обеспечивает обучающие данные для модели сегментации и поддерживает анализ чувствительности. Модели на основе U-Net* обучаются на полях интегрированного переноса водяного пара, общего содержания водяного пара в столбе атмосферы и скорости ветра на уровне 850 гПа. Авторы количественно оценивают, как идентификация атмосферных рек зависит от выбора пороговых значений в алгоритме, основанном на правилах, и показывают, как это влияет на модели на основе U-Net. Это исследование представляет собой первое использование ансамбля CANARI для обнаружения атмосферных рек в Арктике и представляет собой единую структуру, объединяющую методы, основанные на правилах, и методы глубокого обучения для оценки чувствительности модели и устойчивости обнаружения. Полученные результаты показывают, что сегментация с использованием глубокого обучения обеспечивает высокую точность и устраняет необходимость в настройке пороговых значений, предоставляя согласованную и переносимую структуру для обнаружения атмосферных рек в Арктике. Этот единый подход улучшает оценку переноса влаги в высоких широтах и ​​способствует более качественной оценке экстремальных явлений в Арктике в условиях изменения климата.

* U-Net — это свёрточная нейронная сеть, созданная в 2015 году для сегментации биомедицинских изображений.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/17/1/61

Наземные экосистемы регулируют климат, поглощая около одной трети антропогенных выбросов CO₂. Мониторинг потоков углерода, воды и энергии имеет важное значение для понимания реакции экосистем на изменение климата. Однако существующие наборы данных о потоках не обладают достаточным пространственным разрешением и согласованностью, необходимыми для фрагментированных ландшафтов, таких как сельскохозяйственные районы Великобритании. В этом исследовании представлен ансамбль Unified FLUXes (UFLUX), глобально согласованный набор данных о валовой первичной продуктивности, эвапотранспирации и потоках явного тепла, полученный на основе данных методом вихревой ковариации, спутниковых наблюдений и машинного обучения. UFLUX включает около 60 членов ансамбля в различных пространственных и временных масштабах: глобальном (ежемесячно, 0,25°), европейском (ежедневно, 0,25°; раз в два года, 100 м) и британском (ежедневно, 100 м). Проверка по данным измерений методом вихревой ковариации показывает, что UFLUX охватывает более 80% изменчивости потоков с низкими средними абсолютными ошибками, воспроизводя климатические реакции и межгодовые закономерности в соответствии с существующей литературой, хотя неопределённости в суммарном потоке углерода сохраняются. UFLUX перспективен для поддержки разработки и осуществления климатической политики в различных масштабах, предоставляя ценные данные для управления земельными ресурсами и усилий по секвестрации углерода, направленных на достижение углеродно-нейтрального будущего.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-06401-x

Развитие наук, основанных на больших объёмах данных, и наук, использующих искусственный интеллект, создало проблемы управления многоисточниковыми гетерогенными научными данными в различных сценариях. Учитывая сложную взаимосвязь заинтересованных сторон, процессов и контента в управлении научными данными, это исследование направлено на предложение теоретической основы для объяснения этой сложной динамики и информирования практики управления. Теоретическая основа управления научными данными состоит из трёх основных измерений: связанные с данными заинтересованные стороны, жизненный цикл данных и элементы управления данными. Для определения классификации заинтересованных сторон и жизненного цикла данных был использован несистематический обзор литературы, а для извлечения элементов управления научными данными — библиометрический анализ. В то же время, на основе элементов управления данными были выделены пять систем управления, включая организационную операционную систему, систему технической поддержки, систему предотвращения и контроля рисков, систему реализации ценности и регулирующую систему.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-06525-0

Исследователи обнаружили, что беспрецедентная морская волна тепла в Восточной Азии в 2023 году повысила температуру и влажность на суше до 50%.

В 2023 году Земля пережила самый тёплый год с 1850 года, с волнами тепла, охватившими как океаны, так и сушу. В Восточной Азии, например, в течение летних месяцев наблюдались палящая жара и высокая влажность. Экстремальные температуры, подобные тем, что наблюдались в том году, могут вызывать заболевания, связанные с жарой, и повышать смертность по сравнению со средними показателями.

Как и на суше, океан вокруг Восточной Азии также пережил беспрецедентное потепление в 2023 году. Температура поверхности моря в районе расширения Куросио-Оясио достигла рекордно высоких значений и сохранялась большую часть года. Исследователям известно, что морские волны тепла могут влиять на наземные волны тепла, но детали этих связей остаются неясными.

Окадзима и др. (Okajima et al.) смоделировали региональные взаимодействия суши и моря, чтобы лучше понять влияние беспрецедентной морской волны тепла 2023 года на условия на суше в Восточной Азии. Группа исследователей сосредоточилась на пиковых жарких и влажных месяцах — июле, августе и сентябре — используя почасовые данные об атмосферных условиях, включая температуру, влажность, скорость ветра и атмосферное давление, а также данные о температуре поверхности моря со спутников и наземных датчиков.

Моделирование показало, что морская волна тепла 2023 года значительно усугубила восточноазиатскую волну тепла, особенно в Японии, повлияв на атмосферную циркуляцию и изменив обычные радиационные эффекты облаков и водяного пара. Группа заявила, что влияние морской волны тепла объясняет примерно 20–50% увеличения интенсивности и продолжительности жарких и влажных условий, наблюдавшихся на суше в Восточной Азии летом 2023 года.

Учёные отмечают, что это исследование предоставляет ценные данные, которые могут способствовать улучшению долгосрочных прогнозов погоды. Такие прогнозы могут помочь сообществам подготовиться к рискам для здоровья, особенно в Азии, где, как сообщила ранее в этом году Всемирная метеорологическая организация, потепление происходит в два раза быстрее, чем в среднем по миру.
(AGU Advances, https://doi.org/10.1029/2025AV001673, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/marine-heat-waves-can-exacerbate-heat-and-humidity-over-land

В статье анализируются изменения частоты циклов замерзания-оттаивания в высокоширотных и горных регионах Северного полушария. Цель состоит в оценке термических условий, благоприятствующих процессам морозного выветривания, с учётом пространственной изменчивости климатических характеристик и тенденций, наблюдаемых в период 1971–2020 гг. Авторы выбрали 30 метеорологических станций, представляющих полярный, альпийский, субполярный океанический и субарктический климат. Используя среднесуточные и экстремальные температуры воздуха, они рассчитали долгосрочные средние значения числа дней замерзания-оттаивания, ледовых дней, дней без заморозков и других связанных параметров. Эти показатели послужили основой для кластеризации станций с целью выявления сходства климатических условий, благоприятствующих процессам, связанным с заморозками. В результате станции были сгруппированы в четыре отдельных кластера. Проведённый анализ показывает, что глобальное потепление способствует повсеместному снижению числа ледовых дней. Однако тенденции изменения температуры поверхности моря различаются: в самых холодных регионах она увеличивается, а в самых тёплых — уменьшается. Примечательно, что долгосрочные тенденции изменения температуры поверхности моря демонстрируют значительную изменчивость, на которую влияют сезонные изменения, климатическая зона, близость к океанам и региональные орографические особенности. Зимой потепление приводит к более частым циклам замерзания-оттаивания, увеличению количества осадков типа «дождь на снегу» и образованию различных поверхностных ледяных отложений, таких как иней, глазурованный лёд и чёрный лёд.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-025-04092-2

Внезапные засухи, характеризующиеся быстрым истощением почвенной влаги, обычно обусловлены множеством факторов, включая дефицит осадков, высокую температуру, повышенное излучение, сильные ветры и усиление связи между сушей и атмосферой. Однако доминирующий фактор и его временная эволюция остаются неясными. В данном исследовании авторы систематически количественно оценили относительный вклад этих факторов и показали, что исторически доминирующим фактором были осадки, за которыми следовала температура. Однако в условиях глобального потепления вклад осадков снижается, в то время как роль температуры становится всё более заметной. Несмотря на неопределённость между модельными оценками, среднее значение ансамбля указывает на то, что, согласно прогнозам, температура превзойдет осадки как доминирующий фактор в большинстве (>15) из 27 проанализированных регионов. Более ранний переход (как правило, до 2060 года) прогнозируется для регионов, таких как западная часть Северной Америки, северная Азия, юго-восточная Азия и центральная Африка. Представленные выводы подчёркивают критическую трансформацию механизмов засухи и неотложную необходимость внедрения устойчивых к изменению климата рамок адаптации к засухе в условиях потепления климата.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL118457

Отслеживание прогресса отдельных стран в достижении Целей устойчивого развития (ЦУР) имеет решающее значение для ускорения усилий по обеспечению устойчивого развития и разработки адекватной политики. Авторы проводят всестороннее сравнение долгосрочных показателей, чтобы продемонстрировать систематические различия в прогрессе в зависимости от уровня эффективности. Полученные результаты показывают, что в 2015 году был достигнут значительный прогресс по показателям с низкими баллами; однако для показателей с высокими баллами остаются серьёзные проблемы. При низких и высоких баллах влияние пандемии было значительно сильнее, чем при средних. К 2030 году глобальный показатель достигнет примерно 63%. Если к 2030 году будет поставлена ​​цель, странам необходимо достичь 4% ежегодного темпа роста. Долгосрочная оценка подчёркивает необходимость укрепления международного сотрудничества, финансирования и помощи для ускорения реализации и создания основы для будущих объяснительных исследований.

Две трети пути к достижению ЦУР уже пройдены. Однако, понимание прогресса отдельных стран до и после достижения ЦУР, а также перспектив его дальнейшего развития остаётся ограниченным. В данном исследовании авторы сравнивают прогресс по 117 показателям ЦУР для 167 стран и прогнозируют достижения к 2030 году. Полученные результаты показывают, что прогресс в достижении ЦУР в разных странах мира варьируется в зависимости от первоначальных оценок показателей ЦУР в 2015 году. Для показателей с низкими оценками (от 0 до 50%) доля стран, демонстрирующих прогресс, выше, чем доля стран, демонстрирующих регресс (25% против 16%). Страны, которые способствуют развитию научных исследований и продвижению обрабатывающей промышленности (ЦУР 9), показывают наилучшие результаты. Для показателей с высокими оценками (от 70 до 90%) доля стран, демонстрирующих регресс, выше, чем доля стран, демонстрирующих прогресс (16% против 10%). Страны, которые способствуют увеличению охвата вакцинацией и профилактике инфекционных заболеваний (ЦУР 3), показывают наихудшие результаты. Для показателей со средними оценками (от 50 до 70%) доля стран, демонстрирующих регресс, немного выше, чем доля стран, демонстрирующих прогресс (11% против 9%). Когда показатель был низким и высоким, влияние пандемии было значительно сильнее, чем при умеренных показателях. К 2030 году глобальный показатель достижения ЦУР достигнет примерно 63%, при стандартном отклонении в 8%. В целом, 78 стран достигнут умеренного показателя (от 60 до 70%), а 12 стран останутся с низким показателем (от 40 до 50%). Для достижения общих ЦУР к 2030 году странам необходимо достичь ежегодного темпа роста в 4%. Всесторонняя долгосрочная оценка предоставляет важные знания о глобальном прогрессе в достижении ЦУР, дополняя отчёты ООН.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2524299122